DE455751C - Anordnung zum Schutze eines mehrphasigen Motors - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBHNAM
8.FE3RUAR1928

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M455751 KLASSE 21 c GRUPPE

Drehstrommotoren laufen bekanntlich bei Wegbleiben einer Phase während des Betriebes unter Aufnahme eines erhöhten Stromes einphasig weiter. Durch diesen erhöhten Strom tritt bei Belastung des Motors eine unzulässige Überlastung auf. Es sind daher verschiedene Anordnungen bekannt, die durch Überstromrelais den einphasig laufenden Motor bei übermäßiger Stromaufnahme abschalten. Es wird auch das Ausbleiben des Stromes der kranken Phase oder die dadurch hervorgerufene Unsymmetrie zwischen Strom und Spannung bzw. das Wegbleiben des Drehmomentes eines dreiphasigen Motorrelais zur Abschaltung des Motors verwandt. Es ist nun aber insbesondere bei Selbstanlassern erwünscht, den abgeschalteten Motor bei Wiederkehr der Spannung einer Phase ohne weiteres wieder an das Netz zu legen.

so Ist die Abschaltung jedoch infolge betriebsmäßiger Überlastung bei Vorhandensein aller Phasen erfolgt, so soll ein erneutes Einschalten erst dann erfolgen können, wenn die Überlastung beseitigt ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß nach Abschalten des belasteten Motors die vor dem Motorausschalter liegende Netzleitung auf Wegbleiben einer Phase geprüft wird.

Die Erfindung beruht auf folgende Erkenntnis :

Ein infolge Wegbleibens einer Phase einphasig leerlaufender Drehstrommotor erzeugt in der Wicklung der weggebliebenen Phase wieder eine Drehstromspannung, welche insbesondere bei größeren Motoren mit den andern vorhandenen Phasen nahezu symmetrisch ist. Bei allen bisherigen Anordnungen, die bei dem Wegfall einer Phase auch mit dem Wegfall der Spannung dieser Phase rechnen, ist ein Abschalten der Spannungsrelais daher bei laufendem Motor im allgemeinen nicht möglich, da die fehlende Netzphasenspannung von dem Motor selbst ersetzt wird und daher die Relais nicht spannungslos werden.

Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß der belastete mehrphasige Motor durch einen unmittelbar vor ihm liegenden Motorausschalter nach Weg- 5« bleiben einer Phase durch den erhöhten Strom in den andern Phasen vom Netz abgeschaltet wird, so daß eine Spannung durch die Motorwicklung der weggebliebenen Phase nicht mehr induziert werden kann. Nunmehr kann die vor dem Motorausschalter liegende Netzleitung auf Wegbleiben der Phase geprüft ■werden, und zwar geschieht dies in einfachster Weise z. B. durch den Motorausschalter selbst, der erst dann eingelegt werden kann, wenn die Phase wiedergekehrt ist.

Die Prüfung der Netzleitung erfolgt erfin-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dvpl.-Ing. Ernst Grau in Berlin-Siemensstadt.

45575t

dungsgemäß durch für Jede Phase vorhandene Spannungsrelais, die an das Netz gelegt sind und -hintereinander geschaltete Kontakte steuern.

Die Überstromauslösung der Anordnung besteht erfindungsgemäß darin, daß Überstromschalter ein Relais an Spannung legen, das mittels einer Auslösevorrichtung den Motorausschalter öffnet und sich über die von den Phasen Spannungsrelais gesteuerten hintereinandergeschalteten Kontakte an Spannung hält.

Es wird auch bisweilen erwünscht sein, den

Motor nach Abschaltung infolge einer be-

*5 triebsmäßigen Überlastung nicht endgültig still zu setzen, sondern nochmals anlaufen zu lassen, da mit dem Fall gerechnet werden muß, daß die Überlastung nur von kurzer Dauer war und bei erneutem Anlassen bereits behoben ist.

Erfindungsgemäß kann für solche Fälle auch das bei Überstrom ansprechende Relais bei jedesmaligem Ansprechen ein Zählwerk weiterschalten, das erst nach Erreichung einer einstellbaren Anzahl yon Abschaltungen des Motorausschalters das Relais an Spannung hält und dadurch erst die endgültige Außerbetriebsetzung des Motors erfolgt.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt eine einfache Anordnung des Motorschutzschalters, Abb. 2 eine solche mit einem Zählwerk für Überlastungen von kurzer Dauer.

Durch den Hauptschalter ii und über die dahinter angeordneten Sicherungen 12 wird der mehrphasige Motor 13 unter Spannung gesetzt. Mit Hilfe eines Anlassers 14 kann er in Betrieb gesetzt werden. In der Zuleitung 15 liegt ein Motorausschalter 16, der von Hand aus eingeschaltet und von einem magnetischen Auslöser 17 und einer Feder 18 beeinflußt wird. Der magnetische Auslöser liegt bei normalem Betrieb in der Ruhestromleitung 19 und ist an die Phasen T und R angeschlossen.

Bei Auftreten von Überstrom infolge Wegbleiben einer Phase bei belastetem Motor oder infolge betriebsmäßiger Überlastung legen die Überstromschalter 31 in der Zuleitung 15 das Relais 32 an die Phasenspannung ST.

In der Ruhestromleitung 19 sind hintereinandergeschaltete Kontakte angeordnet. Ein Teil von diesen Kontakten 20, 21, 22 wird bei normalem Betrieb durch die an die Phasenspannung RST angeschlossenen Phasenspannungsrelais 23, 24, 25 in eingeschaltetem Zustand gehalten. Durch den Schalter 26 sind die Spannungsrelais beispielsweise in Sternschaltung an das Netz gelegt.

In Abb. ι besteht der andere Teil der Kontakte, z. B. aus dem Kontakt 27, der von dem Relais 32 gesteuert wird und bei normalem Betrieb die Kontakte 28, bei Überstrom aber die Kontakte 29 schließt. Außerdem befindet sich noch ein Schalter 30 in der Ruhestromleitung 19 zu einem weiter unten noch zu beschreibenden Zweck.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. ι ist folgende:

Bleibt bei belastetem Motor z. B. die Phasenspannung T weg, so tritt in den beiden andern Phasen ein erhöhter Strom auf. Infolgedessen werden die Überstromschalter 31, ebenso wie bei Auftreten eines Überstroms infolge betriebsmäßiger Überlastung, geschlossen und das Relais 32 an die Phasen ST gelegt. Die Spannung der weggebliebenen NetzphaseT wird durch- die Motorphasenwicklung, wie oben beschrieben, geliefert. Dadurch hebt das Relais 32 den Kontakt 27 von den Kontakten 28 ab und legt ihn auf die Kontakte 29, Durch das Abheben des Kontaktes 27 von den Kontakten 28 wird die Ruhestromleitung 19 unterbrochen, so daß der Magnet des Auslösers 17 der Federkraft 18 folgen muß und der Motorausschalter 16 geöffnet wird. Nachdem der Motorausschalter 16 geöffnet ist, liefest die Motorphase T keine Spannung, mehr. Das an der weggebliebenen Phase liegende Spannungsrelais 25 wird dadurch spannungslos und öffnet den Kontakt 22. Gleichzeitig mit der Abschaltung des Motors vom Netz durch den Motorausschalter 16 schalten die Überstromschalter 31- aus, so daß das Relais 32 ebenfalls spannungslos wird und der Kontakt 27 sich wieder auf die Kontakte 28 auflegt. Eine Einschaltung des Motorausschalters 16 kann erst dann erfolgen, wenn bei Wiederkehr der Spannung T das Relais 25 Spannung bekommt und den Ruhestromkreis 19 durch die Kontakte 22 schließt.

Ist die Abschaltung des Motorausschalters 16 aher infolge betriebsmäßiger Überlastung ohne Wegbleiben einer Phase erfolgt, so werden die Phasenspannungsrelais ihre Kontakte 20, 2i, 22 im Ruhestromkreis 19 geschlossen halten, und das Relais 32 bleibt nach Ab- no schaltung des Motorausschalters 16 und der Überstromschalter 31 unter Spannung, indem es mit seinem Kontakt 27 die Kontakte geschlossen hält und dadurch über die Kontakte 20, 21, 22 und dem Schalter 30 an der Phase T liegt. Ein Einschalten des Motorausschalters 16 ist nicht möglich, da der Ruhestromkreis 19 durch die Kontakte 28 und damit auch der magnetische Auslöser nicht eingeschaltet ist. Dadurch ist der den Schalter 16 Bedienende gezwungen, nach den Ursachen für das Auftreten des Uberstroms

zu forschen. Xach Beseitigung dieser' kann er den Schalter 30 in dem Ruhestromkreis 19 öffnen und dadurch das Relais 32, das bei Überstrom angesprochen hat, spannungslos machen, so daß der Kontakt 27 wieder auf die Kontakte 28 fällt und nach Wiedereinlegen des Schalters 30 der Ruhestromkreis 19 wieder hergestellt ist. Nunmehr läßt sich der Motorausschalter 16 einlegen. An Stelle des Schalters 30 kann auch der Hauptschalter 11 zum Spannungslosmachen des Relais 32 verwendet werden.

In Abb. 2 ist die Anordnung, abgesehen von dem bei Überstrom ansprechenden Relais 32 dieselbe wie in Abb. 1. Das Relais 32 ist in Abb. 2 noch mit einem Zählwerk versehen. Wird durch den auftretenden Überstrom entweder infolge Wegbleibens einer Phase oder infolge betriebsmäßiger Überlastung das Relais 32 durch die Überstromschalter 31 an Spannung gelegt, so zieht es den Anker 33 an, so daß dessen Fortsatz 34 gegen einen Schenkel 35 eines um einen Drehpunkt 36 drehbaren Doppelwinkels stößt und dadurch der Schenkel 37 von den Kontakten 28 abgehoben wird. Gleichzeitig dreht das Ende des andern Schenkels 38 des Doppelwinkels ein Sperrad 39 um einen Sperrzahn entgegen dem Uhrzeigersinn weiter und spannt bei jedem Weiterschalten eine Feder 44.

Durch die Unterbrechung des Ruhestromkreises 19 durch die Kontakte 28 wird der Motorausschalter 16 ausgeschaltet, und gleichzeitig werden die Überstromausschalter 31 geöffnet, so daß das Relais 32 spannungslos wird. Durch eine auf den Anker 33 des Relais 32 wirkende Feder 50 wird der Fortsatz 34 von dem Schenkel 35 zurückgezogen und der Schenkel 37 des Winkels durch die auf ihn wirkende Feder 40 wieder auf die Kontakte 28 gelegt, so daß der Ruhestromkreis 19 wieder geschlossen ist.

Haben die Überstromschalter 31 infolge Wegfalls einer Phase angesprochen, so wird das Phasenspannungsrelais 25 der weggebliebenen Phase T infolge Abschaltung des Motorausschalters 16 spannungslos und öffnet den Kontakt 22, so daß der Ruhestromkreis 19 bis zur Rückkehr der Phase geöffnet bleibt und der Motorausschalter erst dann geschlossen werden kann.

Ist jedoch das Relais 32 nur infolge betriebsmäßiger Überlastung durch die Überstromschalter an Spannung gelegt, so ist der Ruhestromkreis 19 durch das Wiederauflegen des Schenkels 37 auf die Kontakte 28 geschlossen, der Motorausschalter 16 kann wieder eingeschaltet werden und die Ausschaltung infolge betriebsmäßiger Überlastung beliebig oft stattfinden.

Ein Zählwerk kann nun die Anzahl der Ausschaltungen auf ein bestimmtes Maß beschränken. Das Zählwerk besteht aus einem Sperrad 39, das an seinem Umfang Zahne, besitzt, in die das Ende des Schenkels 38 des Doppelwinkels eingreift. Seitlich an diesen Zähnen sind in dem Sperrad 39 Öffnungen 48 angebracht, in die ein Anschlag 42 verstellbar eingesetzt wird. Das Maß der Ausschaltungen wird nun dadurch eingestellt, daß man den Anschlag 42 um so viel Zähne von der Xullage entfernt einsetzt, wie es der Anzahl der eingestellten Abschaltungen entspricht.

Bei Erreichung der eingestellten Ausschaltungen legt sich der Anschlag 42 gegen den Hebel 41 und schließt durch ihn die Kontakte 52, die das Relais 32 über die Kontakte 20, 21, 22 und den Schalter 30 an die Phasenspannung· T und 6* legen. Dadurch drückt der Fortsatz 34 des Ankers 33 dauernd gegen den Schenkel 35 und hält durch den gehobenen Schenkel 37 des Doppelwinkels die Kontakte 28 geöffnet, so daß nunmehr ein Schließen des Ruhestromkreises 19 durch die Kontakte 28 und damit ein Einschalten des Motorausschalters 16 erst nach Öffnen des Schalters 30 in der Ruhestromleitung 19 erfolgen kann, wodurch das Relais 32 spannungslos gemacht wird und die Kontakte 28 geschlossen werden.

Bei jedem Ansprechen des Relais wird das Sperrad 39 durch das Ende des Schenkels 38 um einen Zahn weitergeschaltet. Hierbei schnappt die Klinke 43 durch die Feder 49 bei jedem Weiterschalten in das Sperrad ein und hält die gespannte Feder 44 durch die Drehung des Sperrades in der gespannten Lage. Diese Feder 44 wird durch die gesteuerte Klinke 43 entspannt und bringt gleichzeitig das Zählwerk wieder in die Nullage zurück.

Dies geschieht auf folgende Weise:

Die Klinke 43 sitzt an dem einen Schenkel 51 eines drehbaren Winkelhebels. Der andere Schenkel 45 wird von einem Anker 46 beeinflußt, dessen Spule durch einen Ruhestromkreis 47 gesteuert wird. Dieser Ruhestromkreis liegt an der Phasenspannung R und über die Kontakte 20, 21, 22 und dem Schalter 30 an der Phase T.

Gleichzeitig mit dem Öffnen des Ruhe-Stromkreises 19, wie oben beschrieben, wird auch der Ruhestromkreis 47 geöffnet. Dies erfolgt bei Wegbleiben einer Phase durch das Öffnen einer der durch die Phasenspannungsrelais beeinflußten Kontakte 20, 21, 22, bei betriebsmäßiger Überlastung aber durch das Öffnen des Schalters 30 oder des Hauptschalters 11. Dadurch wird die Spule des Ankers 46 spannungslos, und dieser drückt infolge seines Gewichtes auf den Schenkel 45 des Winkels und zieht die Klinke 43 aus dem Sperrad heraus, so daß das Sperrad 39 von

der Feder 44 und damit auch das Zählwerk in seine Nullage zurückgebracht wird.

Bei Ansprechen infolge Wegbleibens einer Phase wird nur ein Zahn zurückzuschalten sein. Es findet jedoch auch ein Zurückführen in die Nullage statt, wenn infolge mehrmaligen Ansprechens des Motorausschalters 16 infolge betriebsmäßiger Überlastung die eingestellte Zahl der Überlastungen noch nicht erreicht ist und nunmehr ein Wegbleiben einer Phase eintritt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zum Schütze eines mehrphasigen Motors mit Überstromauslösung, die den belasteten Motor bei Wegbleiben einer Phase oder Überbelastung abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschalten des Motors an sich bekannte Mittel, z. B. Relais, die vor dem Motorschalter liegende Netzleitung auf Wegbleiben einer Phase prüfen und bei Fehlen einer Phase ein Wiedereinschalten des Motors verhindern, bei Vorhandensein aller Phasen aber ein Wieder einlegen des Schalters bzw. ein Anlassen des Motors gestatten.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung durch für jede Phase vorhandene Spannungsrelais erfolgt, die bei Wegbleiben einer Phase ein Einlegen des Motorausschalters verhindern.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenspannungsrelais hintereinandergeschaltete Kontakte steuern.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Oberstromauslösung darin besteht, daß Über-Stromschalter ein Relais (32) an Spannung legen, das mittels einer Auslösevorrichtung den Motorausschalter öffnet und sich über die von den Phasenspannungsrelais gesteuerten hintereinandergeschalteten Kontakte an Spannung hält.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (30) mit den hintereinandergeschalteten Kontakten in Reihe liegt, bei dessen öf£- nen das Relais (32) nach Ansprechen infolge Überlastung spannungslos wird.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenspannungsrelais und die Überstromausschalter zwischen Hauptschalter und Motorausschalter angeschlossen sind.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (32) bei jedesmaligem Ansprechen ein Zählwerk weiterschaltet, das erst nach Erreichung einer einstellbaren Anzahl von Abschaltungen des Motorausschalters das Relais (32) an Spannung hält, und daß durch das Relais (32) erst die endgültige Außerbetriebsetzung des Motors erfolgt.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein gesteuertes Klinkwerk das Zählwerk nach jedesmaligem Ansprechen des Relais (32) infolge Wegfalls einer Phase in seine Nullstellung zurückführt, beim Ansprechen infolge betriebsmäßiger Überlastung aber erst nach Erreichung der eingestellten Zahl der Abschaltungen und Betätigen des Schalters (30).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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